Effects of precursors and antioxidants on the formation of furan and volatile compounds during heat treatment of perilla oil

Abstract

Perilla oil (Perilla frutescens L.), which has a unique flavor, has been widely used in various Asian dishes. Its physical and chemical properties can change during the heating process, leading to the formations of furan and volatile compounds. This study investigated the formations of furan and volatile compounds in perilla oil (PO) following heat treatment (140°C, 160°C, and 180°C). The effects of precursors and antioxidants on the formation of these compounds were examined. The furan contents increased as the heating temperature increased. PO added with linolenic acid (LN) produced the highest levels of furan under all temperature conditions, indicating that LN is the major precursor for furan in PO. Quercetin (QC) and sesamol exhibited furan reduction effects of 30.90% and 19.28%, respectively. As the heating temperature increased, the peroxide value also increased. This showed a similar pattern to furan, indicating an increase in furan be due to the lipid oxidation of PO. DPPH loss showed that QC is efficient for removing free radicals. The major volatile compounds in PO were aldehydes, furans, ketones, and pyrazines, which generally increased by heat treatment. Overall, volatile chemicals were decreased by the addition of QC. The radical scavenging effect of QC may contribute to the decrease of furan levels and other volatile compounds. This study demonstrated that thermal cooking of PO promotes lipid oxidation, which can significantly affect the formations of furan and volatile compound. The results showed that both safety and quality aspects would be considered when thermally cooking PO. ;독특한 풍미를 지닌 들기름(Perilla frutescens L.)은 다양한 아시아 요리에 널리 소비되고 있다. 그러나 들기름은 가열 조리 과정에서 물리화학적 특성이 변화하여 유해물질인 퓨란(furan)이 검출되거나, 휘발성 향미 화합물의 생성이 변화할 수 있다. 본 연구에서는 들기름의 열처리에 따른 퓨란 및 휘발성 향미 화합물의 변화를 분석하고, 전구체와 항산화제가 해당 화합물의 형성에 미치는 영향을 조사하였다. 퓨란 및 휘발성 향미 화합물은 solid-phase microextraction(SPME)로 추출한 후, gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)를 이용하여 분석하였다. 가열 온도가 증가하고 전구체의 불포화도가 높아질수록 퓨란 함량이 증가하였고, 반면 항산화제 퀘르세틴(Quercetin) 첨가 시 퓨란 함량은 대조군에 비해 30.90% 감소하였다. 또한, 퀘르세틴은 가장 낮은 과산화물가(10.50meq/kg)와 DPPH loss(44.7%)을 나타냈다. 이는 퀘르세틴이 지질 산화 중 생성된 자유 라디칼을 제거해 퓨란을 효과적으로 감소시킨다는 것을 보여준다. 들기름에서 주요 휘발성 화갑물은 aldehydes, furan derivatives/furanones, ketones, and pyrazines로 확인되었다. 전체적으로 휘발성 향미 화합물은 열처리 후 증가하였고, 퀘르세틴 첨가로 감소하였다. 본 연구의 결과는 들기름의 가열 조리가 지질 산화를 촉진하여 퓨란 및 휘발성 향미 화합물의 형성에 큰 영향을 미칠 수 있음을 보여준다. 들기름을 사용한 일부 식품 및 요리의 조리 및 가공 조건을 최적화하는 데 적용되어, 품질 및 안전 측면을 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.